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央視網(wǎng)消息:航天員返回地球的流程,簡單來說就是分離、穿越大氣層、著陸,聽著很簡單,但其實每一步都有很多精心設(shè)計的環(huán)節(jié),科技含量非常高。
航天員的回家之路,第一步就是分離。在這個過程中,載人飛船要和空間站組合體分離,返回艙還要和軌道艙、推進(jìn)艙分離。在完成分離之后,神舟飛船會從400公里高度的圓形軌道變軌到近地點(diǎn)低于100公里高度的橢圓形軌道,從而為再入大氣層做準(zhǔn)備。
【資料圖】
再入大氣層是航天員回家之路上風(fēng)險最高的一個步驟,再入的過程中,返回艙會和大氣層摩擦,產(chǎn)生上千度的高溫,普通材料根本經(jīng)受不住,這個時候,就需要用到防熱衣。
總臺央視記者 李寧:現(xiàn)在我們看到的就是神舟飛船返回艙的防熱大底,在上面可以非常明顯地看到這種蜂窩狀的防熱材料,這個就是它的防熱衣,我們就需要通過燃燒這種防熱材料來帶走熱量,從而保證航天員的安全。
航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)總體副主任設(shè)計師 彭華康:高溫材料的碳化剝落會帶走大量的熱量,返回艙的動能逐漸變小,它的動能逐漸地轉(zhuǎn)化為熱量耗散掉,然后它的速度也由第一宇宙速度,也就是七點(diǎn)幾公里每秒的速度,逐漸降低到幾百米每秒。
在經(jīng)歷了大氣層的考驗之后,航天員就可以看到地面了,這個時候,為了讓返回艙平穩(wěn)著陸,在距離地面十公里的時候,降落傘會打開,進(jìn)一步降低返回艙的速度,同時,發(fā)動機(jī)也會做好著陸緩沖的準(zhǔn)備。
航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)總體副主任設(shè)計師 彭華康:當(dāng)返回艙降落到離地面一米左右的時候,著陸反推發(fā)動機(jī)會工作,它產(chǎn)生一個向上的沖量,進(jìn)一步使返回艙的速度降到1到2米每秒。然后我們艙內(nèi)又有緩沖的座椅,座椅里面也還有一些緩沖的材料,能夠進(jìn)一步確保返回艙著陸的沖擊更小,確保航天員的安全。
返回艙降落傘:航天員回家的安全保護(hù)傘
神舟十四號返回艙通過大氣層的考驗之后,就會迎來下一個難關(guān)——減速。由于重力的作用,返回艙的下降速度非???,要讓它下降到一個航天員可承受的著陸速度,就需要另一件神器——降落傘。
返回艙的降落傘分為引導(dǎo)傘、減速傘、主傘三頂傘。首先,返回艙大約在距地面10公里的高度自動打開傘艙蓋,拉出引導(dǎo)傘,引導(dǎo)傘再拉出減速傘,這時返回艙速度大約為180米每秒。減速傘工作19秒鐘后,與返回艙分離,同時拉出主傘,這時返回艙的下降速度逐漸由80米每秒減到40米每秒,然后再減至7-8米每秒。在整個過程中,為避免過載太大,減速傘和主傘并不能一下子全部打開。
航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計師 榮偉:如果是我們直接把1200平方米主傘要打開的話,它對返回艙作用的驅(qū)動力非常大,相當(dāng)于是可能要達(dá)到100個G左右,這樣的話航天員在里面肯定是受不了的,所以為了使返回艙減速,使航天員能夠達(dá)到比較舒適的過載的條件,就像我們開車似的,要慢慢地減速,逐漸地減速,相當(dāng)于先把它速度降低一點(diǎn)以后再降低。
為了防止主傘出現(xiàn)故障,返回艙還配有備傘。在返回艙從6公里高度向5公里下降時,如果用時少于預(yù)定時間,系統(tǒng)會判斷為主傘系統(tǒng)工作異常,從而自動啟動備份傘,保證航天員的安全。
航天科技集團(tuán)五院載人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計師 榮偉:傘從開始研制到現(xiàn)在已經(jīng)是用飛機(jī)進(jìn)行投放大概有100多個架次的試驗驗證了,為了保證航天員的安全,一般不會做太大的改進(jìn),但是我們一些新的技術(shù)可能會用到新的一些型號任務(wù)里面。 再一個就是為了保證它的可靠性,我們針對包括包傘裝傘,采用一些新的方法、一些手段,更加提高產(chǎn)品的可靠性,保證航天員的生命安全。
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